Экологические факторы окружающей среды

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступление

Окружающий органический мир является неотъемлемой частью окружающей среды каждого живого существа. Взаимосвязи организмов являются основой существования биоценозов и популяций.

Жизнь неотделима от окружающей среды. Каждый отдельный организм, будучи независимой биологической системой, постоянно находится в прямых или косвенных отношениях с различными компонентами и явлениями своего окружения или, иначе, своей средой обитания, влияющими на состояние и свойства организмов.

Окружающая среда - это одна из основных экологических концепций, которая означает весь спектр элементов, окружающих организм, и условия в той части пространства, где живет организм, все, с чем он живет и с которым он непосредственно взаимодействует. В то же время организмы, приспособившись к определенному набору конкретных условий, в процессе жизнедеятельности сами постепенно изменяют эти условия, т.е. среда его существования. биотический природа загрязняющий антропогенный

Цель состоит в том, чтобы понять разнообразие экологических факторов окружающей среды, учитывая, что каждый фактор представляет собой комбинацию соответствующих условий окружающей среды и его ресурса (запас в окружающей среде).

1. Факторы окружающей среды

1.1 Характеристики окружающей среды

Экологические факторы - это любые внешние факторы, которые прямо или косвенно влияют на численность (численность) и географическое распределение животных и растений.

Экологические факторы очень разнообразны по своей природе, а также по воздействию на живые организмы. Условно все факторы окружающей среды делятся на три большие группы - абиотические, биотические и техногенные.

Абиотические факторы - это факторы неживой природы, прежде всего климатические (солнечный свет, температура, влажность воздуха) и локальные (рельеф, свойства почвы, соленость, течения, ветер, радиация и т. Д.). Эти факторы могут воздействовать на организм напрямую (напрямую), например, свет и тепло, или косвенно, например, на рельеф местности, который определяет влияние прямых факторов (свет, влажность, ветер и т. Д.).

Биотические факторы - это различные формы влияния живых организмов друг на друга (например, опыление насекомыми растений, поедание одного организма другим, конкуренция между ними за определенные виды ресурсов - пищу, космос, свет и т.д.), Паразитизм и многое другое). Биотические отношения чрезвычайно сложны и своеобразны по своей природе, а также могут быть прямыми и косвенными.

Антропогенные факторы - это те формы человеческой деятельности, которые, воздействуя на окружающую среду, изменяют условия жизни живых организмов или напрямую влияют на определенные виды растений и животных. Одним из наиболее важных антропогенных факторов является загрязнение.

Условия окружающей среды или условия окружающей среды называются абиотическими факторами окружающей среды, которые варьируются во времени и пространстве, на которые организмы по-разному реагируют в зависимости от их силы. Условия окружающей среды накладывают определенные ограничения на организмы. Количество света, проникающего в толщу воды, ограничивает жизнь зеленых растений в водоемах. Обилие кислорода ограничено количеством дышащих животных. Температура определяет активность и контролирует размножение многих организмов.

Наиболее важные факторы, определяющие условия существования организмов практически во всех средах обитания, включают температуру, влажность и свет. Рассмотрим влияние этих факторов более подробно.

1.2 Температура

Любой организм способен жить только в определенном температурном диапазоне: особи вида умирают при слишком высоких или слишком низких температурах. Где-то в этом интервале температурные условия наиболее благоприятны для существования данного организма, его жизненно важные функции выполняются наиболее активно. Когда температура приближается к границам интервала, скорость жизненных процессов замедляется, и, наконец, они вообще прекращаются - тело умирает.

Пределы температурной выносливости различны для разных организмов. Есть виды, которые могут терпеть колебания температуры в широком диапазоне. Например, лишайники и многие бактерии способны жить при очень разных температурах. Среди животных теплокровные животные характеризуются наибольшим диапазоном температурной выносливости. Например, тигр одинаково хорошо переносится как сибирским холодом, так и жарой тропических районов Индии или Малайского архипелага. Но есть и такие виды, которые могут жить только в более или менее узких температурных пределах. Это включает в себя много тропических растений, таких как орхидеи. В умеренной зоне они могут расти только в теплицах и требуют тщательного ухода. Некоторые кораллы, образующие рифы, могут жить только в морях, где температура воды не ниже 21 °С. Однако кораллы отмирают и тогда, когда вода становится очень горячей.

В наземно-воздушной среде и даже во многих частях водной среды температура не остается постоянной и может сильно варьироваться в зависимости от времени года или времени суток. В тропических районах годовые колебания температуры могут быть даже менее заметными, чем суточные. И наоборот, в умеренных районах температура значительно меняется в разное время года. Животные и растения вынуждены приспосабливаться к неблагоприятному зимнему сезону, в течение которого активная жизнь трудна или просто невозможна. В тропических районах такие устройства менее выражены. В холодный период с неблагоприятными температурными условиями в жизни многих организмов возникает пауза: гибернация у млекопитающих, опадание листвы у растений и т.д. Некоторые животные совершают длительные миграции в места с более подходящим климатом.

1.3 Влажность

На протяжении большей части своей истории дикая природа была представлена исключительными водными формами организмов. Завоевав землю, они тем не менее не утратили зависимости от воды. Вода является неотъемлемой частью подавляющего большинства живых существ: она необходима для их нормального функционирования. Нормально развивающийся организм постоянно теряет воду и поэтому не может жить в абсолютно сухом воздухе. Рано или поздно такие потери могут привести к гибели организма.

В физике влажность измеряется количеством водяного пара в воздухе. Однако самым простым и удобным индикатором, характеризующим влажность той или иной области, является количество осадков, выпадающих здесь за год или другой период времени.

Растения извлекают воду из почвы с помощью корней. Лишайники могут задерживать водяной пар из воздуха. Растения имеют ряд устройств, обеспечивающих минимальную потерю воды. Все наземные животные, чтобы компенсировать неизбежную потерю воды из-за испарения или выведения, требуют периодического потребления. Многие животные пьют воду; другие, такие как земноводные, некоторые насекомые и клещи, через кожные покровы тела всасывают его в жидком или парообразном состоянии. Большинство пустынных животных никогда не пьют. Они удовлетворяют свои потребности водой, поступающей из пищи. Наконец, есть животные, которые получают воду еще более сложным способом - в процессе окисления жиров. Примерами могут служить верблюд и некоторые виды насекомых, такие как рисовые и сарайные долгоносики, моли для одежды, которые питаются жиром. У животных, как и у растений, есть много устройств для экономии воды.

1.4 Сияние

Для животных свет как фактор окружающей среды гораздо менее важен, чем температура и влажность. Но свет абсолютно необходим для дикой природы, так как он является практически единственным источником энергии для него.

В течение долгого времени выделялись светолюбивые растения, способные развиваться только под воздействием солнечного света, и теневыносливые растения, способные хорошо расти под пологом леса. Большая часть подроста в буковом лесу, который отличается особым оттенком, образована теневыносливыми растениями. Это имеет большое практическое значение для естественного восстановления древостоя: молодые побеги многих видов деревьев могут развиваться под покровом крупных деревьев.

У многих животных нормальные условия освещения проявляются в положительной или отрицательной реакции на свет. Все знают, как ночные насекомые летают на свет или как тараканы разбегаются в поисках укрытия, если только в темной комнате горят огни.

Однако наибольшее значение света для окружающей среды имеет место при смене дня и ночи. Многие животные исключительно суточные (большинство воробьиных), другие - только ночные (много мелких грызунов, летучих мышей). Мелкие ракообразные, плавающие в толще воды, остаются ночью в поверхностных водах, а днем опускаются на глубину, избегая слишком яркого света.

По сравнению с температурой или влажностью свет почти не оказывает прямого воздействия на животных. Он служит только сигналом для перестройки процессов, происходящих в организме, что позволяет им наилучшим образом реагировать на происходящие изменения внешних условий.

Перечисленные выше факторы не исчерпывают совокупности условий окружающей среды, определяющих жизнь и распространение организмов. Важны так называемые вторичные климатические факторы, такие как ветер, атмосферное давление, высота над уровнем моря. Ветер оказывает косвенное влияние: увеличение испарения увеличивает сухость. Сильный ветер способствует охлаждению. Это действие важно в холодных местах, в горной местности или в полярных регионах.

1.5 Антропогенный факторы. Загрязняющие вещества

Антропогенные факторы очень разнообразны по своему составу. Человек влияет на дикую природу, прокладывая дороги, строя города, занимаясь сельским хозяйством, блокируя реки и т.д. Современная деятельность человека все чаще проявляется в части загрязнения окружающей среды, часто токсичных продуктов. Диоксид серы, вытекающий из труб заводов и тепловых электростанций, соединения металлов (медь, цинк, свинец), выбрасываемые вблизи шахт или образующиеся в выхлопных газах автомобилей, остатки нефтепродуктов, сбрасываемых в водоемы при выщелачивании нефтеналивных судов. только некоторые из загрязнителей, которые ограничивают распространение организмов (особенно растений).

В промышленных зонах понятия загрязняющих веществ иногда достигают порога, т.е. смертельно для многих организмов, значений. Однако, несмотря ни на что, почти всегда найдется хотя бы несколько особей нескольких видов, которые могут выжить в таких условиях. Причина в том, что даже в естественных популяциях иногда встречаются устойчивые особи. С увеличением уровня загрязнения устойчивые люди могут быть единственными выжившими. Более того, они могут стать основателями устойчивого населения, унаследовав иммунитет к этому типу загрязнения. По этой причине загрязнение дает нам возможность наблюдать эволюцию в действии. Разумеется, способность противостоять загрязнению, даже если оно представлено отдельными лицами, далеко не наделена каждым населением.

Таким образом, влияние любого загрязнителя является двояким. Если это вещество появилось недавно или содержится в очень высоких концентрациях, то каждый вид, который ранее встречался в загрязненной зоне, обычно представлен всего несколькими образцами, а именно теми, которые из-за естественной изменчивости обладали начальной стабильностью или их ближайшие потоки.

Впоследствии загрязненная территория заселяется гораздо более плотно, но, как правило, значительно меньшее количество видов, чем если бы не было загрязнения. Такие недавно возникшие сообщества с истощенным видовым составом стали неотъемлемой частью среды обитания человека.

1.6 Биотические отношения организмов

Два типа любых организмов, живущих на одной территории и контактирующих друг с другом, вступают в разные отношения друг с другом. Положение вида с разными формами взаимоотношений обозначается условнымизнаками. Знак минус (-) обозначает неблагоприятное воздействие (особи вида испытывают депрессию или вред). Знак плюс (+) обозначает положительный эффект (особи вида полезны). Знак «ноль» (0) указывает на то, что отношения безразличны (влияния нет).

Таким образом, все биотические отношения можно разделить на 6 групп: ни одна из популяций не влияет на другую (00); взаимовыгодные и полезные ссылки (+ +); отношения вредны для обоих видов (- -); один из видов приносит пользу, другой испытывает угнетение (+ -); один вид приносит пользу, другой не терпит вреда (+ 0); один вид угнетен, другой не приносит пользы (- 0).

Для одного из распространенных видов влияние другого отрицательно (оно угнетено), в то время как угнетатель не получает ни вреда, ни пользы - это аменизм (- 0). Пример амензализма - светолюбивые травы, растущие под еловым деревом, страдающие от сильного затенения, тогда как само дерево безразлично.

Форма отношений, при которой один вид получает преимущество, не принося другому другого, ни вреда, ни пользы, называется комменсализмом (+ 0). Например, крупные млекопитающие (собаки, олени) служат разносчиками фруктов и семян с подсказками (такими как лопух), не получая от этого никакого вреда или пользы.

Комменсализм - одностороннее использование одного типа другим без причинения ему вреда. Проявления комменсализма разнообразны, поэтому в нем есть несколько вариантов.

«Халява» - потребление пищи, оставшейся от хозяина.

«Комплетизм» - потребление разных веществ или частей одной и той же пищи.

«Жилье» - использование некоторых других типов (их тела, их дома) в качестве убежища или жилья.

В природе часто встречаются взаимовыгодные связи видов, причем некоторые организмы получают взаимную выгоду от этих отношений. Эта группа взаимовыгодных биологических отношений включает в себя разнообразные симбиотические отношения организмов. Примером симбиоза являются лишайники, которые близки взаимовыгодному сосуществованию грибов и водорослей. Хорошо известным примером симбиоза является сосуществование зеленых растений (прежде всего деревьев) и грибов.

Одним из типов взаимовыгодных связей является протокооперация (первичное сотрудничество) (+ +). В то же время совместное, хотя и не обязательно, существование выгодно для обоих видов, но не является обязательным условием выживания. Примером протокооперации является распространение муравьями семян некоторых растений леса, опыление различных луговых растений пчелами.

Более тесные симбиотические отношения, в которых присутствие каждого из двух типов партнеров становится обязательным, называют взаимностью (+ +). Пример мутуализма - птицы питаются насекомыми-паразитами на коже носорога, и их взлет служит сигналом опасности.

Если два или более вида имеют сходные экологические требования и живут вместе, между ними может возникнуть отрицательный тип отношений, называемый конкуренцией (соперничество, конкуренция) (- -). Например, все растения конкурируют за свет, влагу, питательные вещества почвы и, следовательно, за расширение своей территории. Животные сражаются за продовольственные ресурсы, укрытия, а также за территорию.

Хищный (+ -) - это тип взаимодействия организмов, при котором представители одного вида убивают и поедают представителей другого.

Паразитизм (+ -) - это тип биотических отношений, в которых организмы одного вида (паразит) живут за счет питательных веществ или тканей организма другого вида (хозяина).

Это основные виды биотических взаимодействий в природе. Следует помнить, что тип взаимоотношений конкретной пары видов может варьироваться в зависимости от внешних условий или стадии жизни взаимодействующих организмов. Более того, в природе, в то же время, в биотические отношения вовлечены не пара видов, а гораздо большее их количество.

2. Общие закономерности влияния факторов окружающей среды

2.1 Влияние факторов окружающей среды на организмы

На примере температуры видно, что этот фактор переносится организмом только в определенных пределах. Организм умирает, если температура среды слишком низкая или слишком высокая. В среде, где температура близка к этим экстремальным значениям, живые существа встречаются редко. Однако их количество увеличивается по мере того, как температура приближается к среднему значению, которое является наилучшим (оптимальным) для этого вида.

Эта схема может быть перенесена на любой другой фактор, который определяет скорость определенных жизненных процессов (влажность, сила ветра, скорость потока и т.д.).

Если вы нарисуете на графике кривую, характеризующую интенсивность процесса (дыхание, движение, питание и т.д.) В зависимости от одного из факторов окружающей среды (конечно, при условии, что этот фактор влияет на основные жизненные процессы), то эта кривая будет почти всегда быть колоколообразным.

Эти кривые называются кривыми толерантности (от греч. Толерантность - терпение, устойчивость). Положение вершины кривой указывает условия, которые являются оптимальными для этого процесса.

Для некоторых особей и видов характерны кривые с очень острыми пиками. Это означает, что спектр условий, при которых активность организма достигает своего максимума, очень узок. Нежные кривые соответствуют широкому диапазону толерантности.

Конечно, у организмов с широкими пределами устойчивости есть шансы на более широкое распространение. Однако широкие границы выносливости для одного фактора не означают широких границ для всех факторов. Растение может быть устойчивым к большим колебаниям температуры, но иметь узкие пределы устойчивости к воде. Животное, похожее на форель, может быть очень требовательным к температуре, но может есть разнообразную пищу.

Иногда в течение жизни индивида его терпимость может измениться (положение кривой изменится соответственно), если индивид попадет в другие внешние условия. Попадая в такие условия, организм через некоторое время, кажется, привыкнет, приспосабливается к ним. Следствием этого является изменение физиологического оптимума или смещение купола кривой толерантности. Это явление называется адаптацией или акклиматизацией.

У видов с широким географическим распространением обитатели географических или климатических зон часто оказываются наиболее приспособленными именно к условиям, характерным для данного района. Это связано со способностью некоторых организмов образовывать локальные (локальные) формы или экотипы, характеризующиеся различными пределами устойчивости к температуре, свету или другим факторам.

Рассмотрим в качестве примера экотипы одного из видов медуз. Медузы движутся в воде с помощью ритмичных сокращений мышц, которые выталкивают воду из центральной полости тела, подобно движению ракеты. Оптимальная частота такой пульсации составляет 15-20 срезов в минуту. Люди, живущие в морях северных широт, движутся с той же скоростью, что и медузы того же вида в морях южных широт, хотя температура воды на севере может быть на 20 ° C ниже. Следовательно, обе формы организмов одного и того же вида могут наилучшим образом адаптироваться к местным условиям.

2.2 Закон минимума

Интенсивность данного биологического процесса часто чувствительна к двум или более факторам окружающей среды. В этом случае решающее значение будет иметь такой фактор, который присутствует в минимальном количестве с точки зрения потребностей организма. Это правило было сформулировано основателем науки о минеральных удобрениях Юстусом Либигом (1803-1873) и было названо Законом минимума. Ю.Либих обнаружил, что урожай растений может быть ограничен любым из основных питательных веществ, если только этого элемента не хватает.

Известно, что различные факторы окружающей среды могут взаимодействовать, то есть недостаток одного вещества может привести к дефициту других веществ. Поэтому в целом закон минимума можно сформулировать следующим образом: успешное выживание живых организмов зависит от ряда условий. Ограничивающий фактор, или ограничивающий фактор, является любым состоянием окружающей среды, которая приближается или выходит за пределы сопротивления для организмов данного вида.

Положение об ограничивающих факторах значительно облегчает изучение сложных ситуаций. При всей сложности взаимоотношений организмов и их среды не все факторы имеют одинаковую экологическую ценность. Так, например, кислород является фактором физиологической потребности всех животных, но с экологической точки зрения он становится ограничивающим только в определенных местах обитания. Если рыба умирает в реке, то сначала необходимо измерить концентрацию кислорода в воде, поскольку она сильно варьируется, запасы кислорода легко истощаются, а этого часто недостаточно. Если гибель птиц наблюдается в природе, необходимо искать другую причину, поскольку содержание кислорода в воздухе относительно постоянно и достаточно с точки зрения требований наземных организмов.

Заключение

Один и тот же фактор окружающей среды имеет разное значение в жизни сосуществующих организмов разных видов. Например, сильный ветер зимой неблагоприятен для крупных животных с открытой окраской, но не влияет на мелких животных, которые прячутся в норах или под снегом. Солевой состав почвы важен для питания растений, но безразличен для большинства наземных животных и т. Д.

Некоторые свойства окружающей среды остаются относительно постоянными в течение длительных периодов времени в эволюции видов. Таковы силы солнечного постоянная, солевой состав океана, свойство атмосферы.

Экологические факторы окружающей среды разнообразны, они имеют разную природу и специфику действия. Большинство факторов окружающей среды - температура, влажность, ветер, осадки, наличие укрытий, пищи, хищников, паразитов, конкурентов и т.д. - очень изменчивы в пространстве и времени. Степень изменчивости каждого из этих факторов зависит от характеристик среды обитания. Например, температура сильно варьируется на поверхности земли, но почти постоянна на дне океана или в глубине пещер. Паразиты млекопитающих живут в условиях избытка пищи, в то время как для свободно живущих хищников его запасы постоянно меняются после изменения числа жертв.

Классификации факторов окружающей среды разнообразны из-за исключительной сложности, взаимосвязанности и взаимозависимости явлений в природе. Наряду с классификацией факторов окружающей среды, обсуждаемой в этом реферате, есть много других (менее распространенных), которые используют другие отличительные признаки. Итак, существуют факторы, которые зависят и не зависят от количества и плотности организмов. Например, количество животных или растений не влияет на действие макроклиматических факторов, а эпидемии (массовые заболевания), вызываемые патогенными микроорганизмами, зависят от численности на данной территории. Существуют классификации, в которых все антропогенные факторы классифицируются как биологические.

Список используемой литературы

1) Березина Н.А. Экология растений: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений - М.: Издательский центр "Академия", 2009. - 400 с.

2) Блинов Л.Н. Экология. Основные понятия, термины, законы, схемы: Учебное пособие. [Текст] СПб.: СПбГПУ, 2006. - 90 с.

3) Горелов А.А. Экология: конспект лекций [Текст] - М.: Высшее образование, 2008. - 192 с.

4) Коробкин В.Н., Передельский Л.В. Экология: учебник для вузов. - 12-е, доп. и перераб. - Ростов н/Д: Феникс, 2007. - 602 с.

5) Николайкин Н.Н. Экология: Учебник для вызов - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Дрофа, 2005. - 624 с.

Размещено на Allbest.ru